材料科學(xué)基礎(chǔ)第一章2.ppt

1、1.2 原子的規(guī)則排列,1.2.1 晶體學(xué)基礎(chǔ) 晶體crystal：基元在三維空間按一定規(guī)律作周期性排列的固體。其微觀特點(diǎn)是周期性和對(duì)稱性；其宏觀特點(diǎn)為：具有確定的熔點(diǎn)，性能各向異性。 晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣：基元按一定幾何規(guī)律排列的具體方式稱為晶體結(jié)構(gòu)或晶體點(diǎn)陣。,晶體基元的空間位置稱為陣點(diǎn)lattice point或結(jié)點(diǎn)。 由陣點(diǎn)在三維空間排列成的陣列叫空間點(diǎn)陣space lattice。 用平行直線將各陣點(diǎn)連接起來就構(gòu)成晶格，用于研究晶體基元的排列規(guī)律。 能夠反映晶格特征的最小幾何單元叫晶胞。通常取一個(gè)最小的平行六面體作晶胞，稱為點(diǎn)陣晶胞，也叫做物理學(xué)原胞，其

2、特點(diǎn)是一個(gè)點(diǎn)陣晶胞只含一個(gè)基元。,選取點(diǎn)陣晶胞的一個(gè)角點(diǎn)為原點(diǎn)，3條棱邊為坐標(biāo)軸(稱為晶軸)，則晶胞形狀和大小可用3條棱邊的長度a,b,c(稱點(diǎn)陣常數(shù))和晶軸之間的夾角,共6個(gè)參數(shù)來表達(dá)。 為了同時(shí)反映晶體的空間對(duì)稱性，結(jié)晶學(xué)中常取點(diǎn)陣晶胞的幾倍作為最小幾何單元，稱為結(jié)構(gòu)晶胞，也叫做結(jié)晶學(xué)原胞，結(jié)構(gòu)晶胞可以只含一個(gè)基元，也可以包含多個(gè)基元，含一個(gè)基元的晶胞叫簡單晶胞simple unit cell，含多個(gè)基元的晶胞叫復(fù)式晶胞。 結(jié)構(gòu)晶胞在空間重復(fù)堆垛就得到晶體結(jié)構(gòu)。, 布拉菲點(diǎn)陣： 法國晶體學(xué)家A. Bravais于1848年用數(shù)學(xué)方法證明空間點(diǎn)陣只能有14種。根據(jù)結(jié)構(gòu)晶胞外形可

3、將這14種點(diǎn)陣歸納為7個(gè)晶系。 其實(shí)，14種空間點(diǎn)陣都可以用簡單點(diǎn)陣(點(diǎn)陣晶胞)來描述，但用14種Bravais點(diǎn)陣描述，可以充分表達(dá)晶胞的空間對(duì)稱性。,空間點(diǎn)陣與晶系,三斜：abc, 90 單斜：abc, =90 正交：abc, =90 六方：a=bc, =90, =120 菱方：a=b=c, =90 正方：a=bc, =90 立方：a=b=c, =90, 晶向指數(shù)與晶面指數(shù)： 穿過兩個(gè)以上晶格結(jié)點(diǎn)的任意直線都代表晶體中一個(gè)原子列的空間位向，稱為晶向；由結(jié)點(diǎn)組成的任意平面都代表晶體的原子平面，稱為晶面。確定晶向、晶面的空間相對(duì)取向符號(hào)稱為密勒(W.H.Miller)指數(shù)，包括晶向指數(shù)和晶面指數(shù)。,晶向指數(shù)的確定： 1 以晶胞為基礎(chǔ)建立坐標(biāo)系:O-x(a)y(b)z(c) 2 過原點(diǎn)作一有向直線OP，使其平行于待標(biāo)定的晶向AB。 3 選取OP上離原點(diǎn)最近的結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(x,y,z)。 4 將坐標(biāo)比化為簡單整數(shù)比：x:y:z=u:v:w，把所得最小整數(shù)